【摘要】水（地）源熱泵作為一種節(jié)能環(huán)保的暖通空調(diào)應用方式，不僅能夠有效保障人們的生活質(zhì)量，同時還能更好地保護我國的生態(tài)環(huán)境，促進我國經(jīng)濟建設的更好發(fā)展。因此，作為設計人員，需要充分認識到地源熱泵在今后暖通空調(diào)應用過程中的巨大前景，加強對地源熱泵的研究與分析，從而使得水（地）源熱泵在暖通空調(diào)設計中得到更好的應用，以促進我國暖通空調(diào)市場和整個經(jīng)濟市場的更好建設與發(fā)展。本文探討了暖通空調(diào)設計中水（地）源熱泵的應用分析。
【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào)設計;水（地）源熱泵;應用
水（地）源熱泵是可再生能源中地熱利用的一種方式，具有高效、環(huán)保優(yōu)點，我國地域遼闊，地表淺層能源較多，選擇不同地源熱泵技術(shù)，可提升地熱資源利用率，克服傳統(tǒng)空調(diào)技術(shù)缺陷，具有十分重要的實用價值。同時，在城市現(xiàn)代化建設，環(huán)境污染防治等方面，也具有重要意義。雖然地源熱泵具有一定缺陷，但只要我們合理運用地源熱泵，不斷研發(fā)暖通空調(diào)設計，必定推進建筑事業(yè)發(fā)展，更好滿足業(yè)主的心理、物質(zhì)需求。
1、地源熱泵系統(tǒng)的特點
1.1 經(jīng)濟性
水（地）源熱泵系統(tǒng)雖然也需要消耗電能，但相對傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)而言，供熱和制冷的運行費用可以有效減少30～45%，除此之外，水（地）源熱泵的能量主要來自地，對電能的依賴小，能耗小，經(jīng)濟優(yōu)勢十分突出。
1.2 能效性
水（地）源熱泵系統(tǒng)雖然能耗小，但絲毫不影響其制冷和供熱的效果。在實際運行過程中，利用大地或水體儲存熱能的特性可以同時滿足冬天和夏天兩個季節(jié)的能量需求，水（地）源熱泵系統(tǒng)中的冷卻系統(tǒng)冷凝溫度比普通空調(diào)更低，制冷效果較傳統(tǒng)的冷卻塔式系統(tǒng)和風冷式系統(tǒng)更好，而在供熱過程中，可以將溫度維持在明顯高于常規(guī)狀態(tài)下的環(huán)境溫度范圍內(nèi)，在寒冷的冬天為我們提供一個更加舒適的環(huán)境。
1.3 清潔性
在實際應用過程中，由于地源熱泵系統(tǒng)所需的熱量主要來自于大地或水體中的熱能，不存在燃料燃燒的過程，因而可以有效減少對周邊環(huán)境的污染和影響，除此之外，水（地）源熱泵系統(tǒng)的配置更加簡單，擺脫或減少了傳統(tǒng)空調(diào)冷卻塔裝置和外掛機設備等配置對周邊自然環(huán)境產(chǎn)生大量污染的困擾。
1.4 安全性
水（地）源熱泵系統(tǒng)的管理和控制都是通過計算機進行的，在多工況運行狀態(tài)下具有更高的可靠性，在一定技術(shù)支持下，甚至可以實現(xiàn)遠程控制。水（地）源熱泵系統(tǒng)在運行時可以忽略許多環(huán)境因素的影響，與普通空調(diào)系統(tǒng)相比表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性。具有這些優(yōu)勢，保證了人們在更安全的環(huán)境下使用水（地）源熱泵系統(tǒng)。
2、暖通空調(diào)設計中水（地）源熱泵的應用分析
2.1地埋管式熱泵
地埋管式熱泵系統(tǒng)也稱土壤源熱泵系統(tǒng)，指的是將土壤當作熱源或是熱匯，把耦合式地熱交換器按照水平方式安放在預設的地溝當中或者是按照放置U型管的方式把耦合式熱交換器放在豎井當中，然后將耦合式熱交換器與建筑內(nèi)部的水環(huán)路保護連接起來。大地耦合式熱泵和傳統(tǒng)空氣熱泵相比優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾點： 第一，在一定深度下對土壤溫度的撥動的影響非常較小，并且還有具有一定的延遲和衰減地表空氣溫度撥動的作用; 保證了系統(tǒng)運行的高效性，非常適合做熱泵的熱源和熱匯。第二，節(jié)約時間和成本，大地耦合熱泵只需要把土壤作為熱源和熱匯，省略了搭建冷卻塔和鍋爐的過程，既節(jié)約了時間成本又避免了對環(huán)境的污染。第三，能夠和太陽能集熱裝置結(jié)合，通過在土壤的蓄熱和放熱，實現(xiàn)供熱和制冷效果的最大化。
2.2 地表水熱泵
地表水熱泵與地下水熱泵有著諸多的相似性特點， 但是不同的是， 地表水熱泵主要是由潛在水面以下的塑料管道為主要的構(gòu)成部分， 在地表水熱泵運行中形成的地下水熱交換系統(tǒng)能夠代替土壤熱交換系統(tǒng)。在進行暖通空調(diào)系統(tǒng)設計過程中，采用地表水熱泵必須要將建筑物與管道進行有效的連接，從而才能一定程度上保障地表水熱泵能夠在穩(wěn)定的狀態(tài)下運行。除此之外，在地表水熱泵的應用過程中，必須要對該區(qū)域內(nèi)的周圍環(huán)境條件進行充分的考慮，對相關(guān)的設備以及管道進行必須的防潮以及防凍處理， 降低氣候因素對其的破壞以及影響。
2.3 地下水熱泵
地下水熱泵屬于地源熱泵的重要分支，該類熱泵技術(shù)通過地下深井，依靠熱匯、熱源實現(xiàn)制冷或供熱。由于地下深井水位身處地層，深井水水文甚至恒定不變。所以，熱泵運行具有顯著優(yōu)勢。其優(yōu)點可表現(xiàn)在如下方面：其一，布局緊湊的水井系統(tǒng)，占地面積較小，地下水回灌與抽取時，占地面積不會對其造成影響;其二，針對大地埋管式熱泵而言，地下水式熱交換器改善成本較小，針對大型熱泵系統(tǒng)，井水單位容量成本極低，若井的流量較高，即可達到整個空調(diào)系統(tǒng)需求;其三，同傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)相比比較，使用地下水式熱泵系統(tǒng)，如果設計合理，因不用維護，基本不會出現(xiàn)維護費用，地下水回灌至蓄水層之后，不會影響地層的實際含水量。所以，對地理環(huán)境與生態(tài)環(huán)境幾乎沒影響;其四，許多商業(yè)系統(tǒng)選擇地下熱泵系統(tǒng)，多年實踐證明該技術(shù)較為成熟，同時，鉆井技術(shù)可行性較高，系統(tǒng)簡便易行綜合造價低，水井占地面積小，可以滿足大面積建筑物的供暖空調(diào)的要求。
2.4污水源熱泵
污水源熱泵主要是從工業(yè)污水、城市污水中提取低品位熱源熱量，將其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)能源，直接向住宅用戶提供熱、冷負荷的熱泵系統(tǒng)。使用污水源熱泵，是利用水質(zhì)穩(wěn)定、溫度變化小的特點，以污水作為熱源進行制冷、制熱循環(huán)的一種空調(diào)裝置。它具有如下優(yōu)點：其一，污水源熱泵是利用污水處理廠出水量大， 水質(zhì)穩(wěn)定， 常年溫度在13～25℃等特點，以污水作為熱源進行制冷、制熱循環(huán)的一種空調(diào)裝置。由于污水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定， 其制冷、制熱系數(shù)比傳統(tǒng)的空氣源熱泵高出40% 左右， 其運行費用僅為普通中央空調(diào)的50%～60%。因此污水源熱泵具有熱量輸出穩(wěn)定、COP 值高、換熱效果好、機組結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點， 是實現(xiàn)污水資源化的有效途徑。其二，污水源熱泵比燃煤鍋爐環(huán)保， 污染物的排放比空氣源熱泵減少40% 以上，比電供熱減少70% 以上。它節(jié)省能源， 比電鍋爐加熱節(jié)省2/3以上的電能， 比燃煤鍋爐節(jié)省1/2 以上的燃料。同時，它也存在一定缺陷，污垢會常常使流道表面的粗糙程度增加， 引起摩擦系數(shù)和局部阻力系數(shù)的增加， 這必然要引起整個換熱器的流動阻力壓降增大， 故泵消耗的功率增加。所以在污水源熱泵系統(tǒng)中換熱器的設計、使用中， 如何防垢、抑垢、除垢是非常重要的。
結(jié)語：
綜上所述，在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，暖通空調(diào)設計也在不斷創(chuàng)新、不斷發(fā)展，在未來，（水）地源熱泵是暖通空調(diào)設計發(fā)展的必然趨勢之一，這種技術(shù)在暖通空調(diào)設計中的運用不僅可以保證室內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度以及舒適程度，為人們提供更高品質(zhì)的居住環(huán)境，同時可以實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，減少對環(huán)境的污染。
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